kiinteän maan geofysiikka – liikkuvat laatat

Kiinteän maan geofysiikka –liikkuvat laatat

Johanna [email protected]

4.6.-6.6. 2012

mailto:[email protected]

Fysiikan täydennyskoulutuskurssi 2012 Maan ja ilman fysiikkaa Ma 4.6. 12.00-12.45 Maa planeettana ja kivikehän kierto12.45-13.30 GeodesiaTi 5.612.00-13.30 Litosfäärilaattaliikunnot ke 6.6. 09.15-10.00 Maan magneettikenttä

14.00-16.00 Ryhmä A: Geolab1+2 (laboratoriossa)Ryhmä B: Geolab2+1 (laboratoriossa)

Aikataulu - yleiskatsaus

Yleiskatsaus

• Kiinteän maan geofyysiikan sijoittuminen tutkimuskenttään• Maapallon synty• Maapallo systeeminä – ”Earth system science”

• Maapallon kehät• Energiasta

• Yleiskatsaus: koostumus, kerrosrakenne• Laattatektoniikasta

• Maan magneettikenttä• Merenpohjan leviäminen• Maanjäristykset

• Seismiikka• Maapallon rakenne

• Geodesia ja hidas maan nousu• Lämpöä Maan sisältä – magma ja

tulivuoret • Maan muuttuvat kasvot

• Kivien ikä ja muisti• Supermantereet

TEKTONIIKKA

Painovoimaa mitataan

• Määritetään Maan muotoa ja kokoa• Tutkitaan maan nousua• Kuoren rakenteet, massakeskittymät

Painovoiman mittaaminen avaruudesta

GOCE - Gravity Field and Steady-State Ocean Circulation Explorer• Satelliitin massa on 1 200 kg. Satelliitin kiertorata on 250 km korkea.

Rata ylläpidetään rakettimoottorin avulla ja sen ajoainevaranto on rajallinen.

• Satelliittissa Electrostatic Gravity Gradiometer (EGG) mittaa voimat, joita tarvitaan pitämään testimassa laitteen sisällä. Tästä saadaan painovoiman kiihtyvyys satelliitin paikalla avaruudessa.

• Mittauksista voidaan monimutkaisen inversiomenetelmän avulla rekonstruoida Maan painovoimakenttä. Tämän kentän eräs tasa-arvopinta taas on geoidi.

• CHAMP (Challenging Minisatellite Payload for Geophysical Research and Applications) laukaistiin rataansa Plesetskiltä v. 2000.

• CHAMPIN radan korkeus on vain 450 km, mikä tulee lennon aikana vahentämään 350 km:iin ilmakehän jarrutuksen seurauksena.

• CHAMP sisältää GPS-vastaanottimen jonka avulla määritetään satelliitin tarkkaa rataa, eli paikkaa avaruudessa x (t) ajan funktiona. Tästä lasketaan geometrista kiihtyvyyttä a (t).

• Satelliitti sisältää on myös kiihtyvyysmittari, joka eliminoi ilmakehän aerodynaamisten voimien aiheuttamat satelliitin kiihtyvyydet (siis poikkeamat vapaan putoamisen liikkeestä). Jäljelle jäävät vain Maan painovoimakentän aiheuttamat kiihtyvyydet, joista lasketaan tarkka geopotentiaali- eli geoidimalli.

Painovoiman mittaaminen avaruudesta

Maapallon tulivuoret - laattarajoilla

Yellowstonen tulivuori• 55×72 km• Ensimmäisen kerran purkautui 2 Ma sitten• Suurpurkaus tuotti Lava Creekin tuffin 640 000 vuotta sitten. Tällöin

purkautui arviolta 2 500 km³ vulkaanista ainetta• Pienempiä

purkauksia on sattunut noin 20 000 vuoden välein

• Viime aikoina alueella on tapahtunut enemmän maanjäristyksiä kuin kahteenkymmeneen vuoteen, mutta tutkijoiden mukaan viitteitä suuresta purkauksesta ei ole.

Yellowstonen tulivuori

• Kuuman pisteen (hotspot) päällä, jonka yli Pohjois-Amerikan laatta liikkuu lounaaseen päin

• Basalttista laavaa, jossa kaasuja

Maan muuttuvat kasvot –tektoniikka, eroosio ja kivien muisti

Osa Välimeren merenpohjaa työntyy hitaasti Kreikan alle ja tektoniset voimat venyttävät Kreikkaa ja kasvattavat sen kokoa hitaasti

• 1988 Kreikka oli metrin pidempi kuin 100 vuotta aikaisemmin

• Kreikka vääntyy siten, että eteläisin osa (Peloponnesos) liikkuu lounaaseen suhteessa muhuun Kreikkaan

• Kreikassa kuoren kivet deformoituvat

Konvektiovoimat ja sisäinen lämpöenergia muokkaavat jatkuvasti ”Maan kasvoja”

Survey monument in Utah

Maan muuttuvat kasvot –tektoniikka, eroosio ja kivien muisti

Maan pitkä historia on luettavissa sen geologiasta

• Sedimentit ja sedimenttikivet• Metamorfoosi ja metamorfiset kivet• Kuinka kivien ikä määritetään?

• Suhteellinen ajoitus• Absoluuttinen ajoitus• Magneettinen ajoitus• Vuosilusto ajoitus

• Suomen kallioperän kehityksestä• Supermantereet

Sedimenttien kerrostuminen

• Tuuli ja vesi: sedimentit litostratigrafisiksi kerroksiksi koko ajan ja joka puolella Maapalloa

• Paksuus• Osasten koko• Muoto• Väri

Rannan hiekka Järven pohjan muta Pöly ikkunalaudalla

Sedimenteistä sedimenttikiviksi

Sedimenttikivet muodostuvat sedimenttien eli irtaimien maalajien kovettuessa ja tiivistyessa kasvavan paineen ja kohoavan lämpötilan johdosta aikojen kuluessa kiveksi.

Kolme pääryhmää (95 %)• Savikivet• Hiekkakivet ja konglomeraatit• Karbonaatit

Materiaalin luonteen ja kerrostumisprosessien perusteella• Klastiset (osasina kerrostuneet)• Orgaaniset, biogeeniset• Kemialliset (liuenneina kerrostuneet)

Sedimenttien startigrafia1. Alunperin sedimentit horisontaalikerroksiin, jotka ovat Maan

pinnan suuntaiset2. Litostratigrafinen superpositio: vanhimmat kerrokset ovat

alimpana

Tutkitaan kiviä, jotka ovat paljastuneena Maan pinnalla tai kairattu syvemmältä kuoresta

Metamorfoosi: vanhat kiertoon

Pääosin kiinteässä tilassa tapahtuva kiven mineraalien tai rakenteen tai molempien muuttuminen vastaamaan uusia fysikaalisia (T ja P) ja kemiallisia olosuhteita, jotka poikkeavat kiven synty- tai kerrostumisajankohtana vallinneista olosuhteista. Metamorfoosiin ei kuitenkaan lueta rapautumista eikä sedimenttien (maalajien) kovettumista sedimenttikiviksi eli diageneesia.

Metamorfisia kiviä syntyy lähinnä sedimenttikivistä ja magmakivistä, mutta myös metamorfinen kivi voi metamorfoitua uudelleen.

Useita kivilajeja.

Metamorfoosi: vanhat kiertoon

• kontaktimetamorfoosi on lämpömetamorfoosia (5)• kataklastinen, kiven murtumiseen ja muovautumiseen liittyvä

metamorfoosi, jota esiintyy mm. siirroksissa • shokki- tai impaktimetamorfoosi, joka liittyy meteoriitti-

törmäyskraatereihin• Vuorijonojen muodostumisen yhteydessä tapahtuva

alueellinen metamorfoosi• Paksujen kerrostumien alla tapahtuva

hautautumismetamorfoosi (1)

PAIKALLINEN

ALUEELLINEN

Startigrafinen korrelointi

William Smith 1769-1839

• 1800 – luvun alussa W. Smith huomasi, että koko Englannissa sedimenttikerrokset kuten ”voidellut leivänviipaleet”• Luokitteli ja nimesi

• Litostratigrafiset yksiköt määritellään kerrosten fysikaalisten piirteiden (koostumus, raekoko, rakenteet, fossiilit ja väri) perusteella ja ne erottuvat näiltä ominaisuuksiltaan merkittävästi ylä- ja alapuoleisista yksiköistä.

→ startigrafinen korrelointi

Epäjatkuvuudet kerroksissa

• Kerrostumisympäristön muutos, jolloin kerrostuminen lakkaa • Eroosio kuluttaa vanhemman osan pois

1. Kulmaepäjatkuvuuksissa (angular disconformity) vanhemmat ja nuoremmat kerrokset poikkeavat toisistaan asennoltaan.• vanhemmat kerrokset kallistuvat tai poimuttuvat ja tämän

jälkeen kuluvat ennen nuorempien kerrostumista2. Keskenään yhdensuuntaisten kerrosten välisenä

eroosiopintana (disconformity)3. Kerrostuu magma- tai metamorfisen

kivilajin päälle (nonconformity)

• Kerrostumistauon aiheuttama epäjatkuvuus on yleensä vaikea havaita

Suhteellinen ikä - geologinen aikakausi

Geologiassa suhteellinen ja absoluuttinen aika• Suhteellinen – se järjestys,

jossa menneet ilmiöt tapahtuivat

• Absoluuttinen – aika vuosissa siitä, kun ilmiö tapahtui

Startigrafinen korrelointi: → litostratigrafisten yksiköiden suhteelliset iät ovat samat kaikilla mantereilla → geologiset pylväät /aikakaudet• Eoni• Maailmankausi• kausi• Aika miljoonina vuosina

taaksepäin laskettuna (radioikä)

diabaasijuoni lävistää gneissiä: diabaasi < gneissi

Diabaasista ja erityisesti sen kontaktista tehdään mm. paleomagneettisia tutkimuksia

diabaasijuoni

gneissi

Suhteellinen ikä - geologiset leikkaussuhteet

Absoluuttinen ikä - radioaktiivisuus

Henri Becquerel 1858-1906

1896 eräistä uraanisuoloista lähtevä ”säteily” sai valoherkän filmin valottumaan. Becquerel kutsui säteilyä radioaktiiviseksi säteilyksi eli radioaktiivisuudeksi• tarjosi luotettavan keinon mitata geologista aikaa

Radioaktiivisuus • Toimii jatkuvasti• Ei ole reversiibeli• Toimii samalla nopeudella ja tavalla kaikkialla• Tallentuu jatkuvasti aukkoja jättämättä

Luonnossa radioaktiivista säteilyä esiintyy kaikkialla. Osa on kosmista säteilyä, osa kallio- ja maaperästä lähtevää säteilyä. Säteilyn synnyttävät radioaktiivisesti hajoavat alkuaineisotoopit.

40K40Ar87Rb87Sr238U206Pb147Sm143Nd

mm. Näillä alkuaineilla on radioaktiivisia isotooppeja

92238U

atomipaino

atomin järjestysnumero

isotooppi on alkuaine, jonka atomissa on sama määrä elektroneja ja protoneja mutta eri määrä neutroneja. Näin isotooppien atomipainoissa on eroja.


Absoluuttinen ikä – radioaktiivisuudestaHajoamisen yhteydessä syntyy• Alfasäteilyä: useimmat U isotoopit, 232Th

• Ydin emittoi alfa-hiukkasen (Helium-4-ytimen), jolloin sen massaluku vähenee neljällä ja järjestysluku kahdella. Tämän jälkeen ydin jää yleensä virittyneeseen tilaan.

• Betasäteilyä (miinushajoaminen luonnossa): 14C, 40K

• Ytimessä yksi neutroni muuttuu protoniksi ja emittoi samalla beeta-hiukkasen eli nopean elektronin sekä myös vaikeasti havaittavan antineutriinon. Ytimen järjestysluku kasvaa yhdellä, mutta massaluku pysyy ennallaan. Ydin jää yleensä virittyneeseen tilaan.

• Neutronisäteilyä: fissiossa. U ja Th • Gammasäteilyä: sähkömagneettista säteilyä syntyy, kun

radioaktiivisen hajoamisen yhteydessä syntynyt atomin ytimen viritystila purkautuu

Radioaktiivisen aineen atomien lukumäärä pienenee spontaanisti hajoamisen seurauksena noudattaen eksponenttilakia

dntdt

nt missä = kokeellinen luonnollinen hajoamisvakio [1/s]

nt n0e t missä n0 = atomien lkm alussa ja

nt = niiden määrä hetkellä t

(mitataan)

Puoliintumisaika t1/2

t12

ln2

Mitattu tytäratomien määrä

Dt no nt

tytärisotoopit

emoisotoopit

aika t

atomien määrä

t 12


t 1ln 1 Dt

nt

Näytteen radiometrinen eli isotooppi-ikä:

SIMS-laite eli ”Secondary Ion Mass Spectrometer for isotope datings (zircon, baddeylite U-Pb dating etc.)


U-Pb systeemissä yhdistetään kaksi (238U- ja 235U-) hajoamista samaan ns. konkordiakuvaan.

yläleikkaus antaa kiven kiteytymisiän n. 3.62 +-0.1 Ga

207Pb/235U

konkordiaplotti

alaleikkaus

206 P

b/23

8 U

4.5

2.5

1.5

3.5

Isua (Gröönlanti) gneissi

diskordiasuora. Pisteet eroavat konkordiakäyrästä lyijykadon vuoksi.

Uraanin hajoamisessa on kaksi sarjaa: ensimmäisessä U-238 hajoaa Pb-206:ksi puoliintumisajan ollessa 4,47 miljardia vuotta. Toisessa U-235 hajoaa Pb-207:ksi puoliintumisaika on 704 miljoonaa vuotta. Yhdistämällä nämä kaksi saadaan peruskäyrä eli konkordiakuvaaja, jossa ikä on parametrina.

Ajoitustulos on usein hieman häiriintynyt, koska lyijy vuotaa käytännössä näytteistä ulos

Ikä saadaan diskordiasuoran ja konkordiaplotin ylemmän leikkauspisteen avulla.

Joskus alempi leikkauspiste antaa metamorfoosin tai mm. impaktitörmäyksen iän.


Napakäännökset viimeisen 7 milj.v. ajalta. Tähän napakäännösten aikaskaalaan sovitetaan jokin mitattu käännösten stratigrafia ja näin se saadaan sidottua ja ajoitettua

Brunhes-N-kausi

Viimeiset 7 milj.v.

N R

mitattu paikassa A: verrataan standardipolariteettisarjaan ja ”luetaan” ikä n. 2 Ma

Standardi polariteettiaikaskaala

Magneettinen ajoitus

Bosumtwin (Ghana) törmäyskraatterijärven näyttävä lustosavikerrostuma viimeisen 1 milj. v. ajalta

Hyvä tallennus lämpötilan ja magneettikentän muutoksista viimeisen 1 miljoonan vuoden ajalta!

pinta pohja

vuosilustoja

Vuosilustot eli tummat (talvi) ja vaaleat (kesä) kerrostumat tarjoavat ajoitusmenetelmän:

• lasketaan lustot vuosi vuodelta

• puulustoajoitus

Vuosilustoajoitus

Maankuoren vanhimmat kivet Gröönlanti, Et. Afrikka, Austr. 3900-4100 MaEuroopan vanhin kivi Suomi (Siurua) 3520 MaMeteoriitit 4100-4570 MaKuukivet 3000-4600 MaMars-meteoriitit 500-1300 Ma

Suomen kallioperän ikäSederholm Päätteli geologiasta > 1900 MaWahl massaspektrometrilla ?Rankama massaspektrometrilla > 1900 MaKouvo alk.1956 massaspektrometrilla > 2600 MaHuhma, Paavola, Mutanen 2005 massaspektrometrilla >3900 Ma

Maapallon vanhimmat kivet

Suomen kallioperän kehitys

Osa prekambrista peruskallio-kratonia

Ruotsissa ja Norjassa peruskallio rajoittuu kaledoniseen vuorijonoon

Virossa prekambrinen kallioperä painuu loivasti paleotsooisten ja niitä nuorempien sedimenttikivien alle, kuten myös kaakossa Venäjällä

Suomen kallioperän kehitys

• Arkeeinen kallioperä 3500 – 2500 miljoonaa vuotta vanha• Metamorfoituneita kiviä,

jotka syntyivät 2500 – 2000 miljoonaa vuotta sitten mantereen repeytyessä ja tasoittuessa

• Varhaisproterotsooinen kallioperä 1930 – 1800 miljoonaa vuotta. Svekofennisten saarikaarisysteemien kiviä. Näiden alta ei ole löydetty arkeeista kallioperää → edustaa uutta maan vaipasta kohonnutta materiaalia

• Keskiproterotsooiset 1670 – 1540 miljoonan vuoden ikäiset rapakivigraniitit

• Yleensä suurten prekambristen kilpialueiden sisällä yhtenä tai useampana keskuksena (ytimenä)

• Länsi-Australiassa, Etelä-Amerikassa, Keski- ja Etelä-Afrikassa, Kanadassa, Intiassa, Siperiassa, Ukrainan alueella ja Fennoskandiassa

• Merkittäviä kullan, nikkelin, sinkin, lyijyn, kuparin ja timanttien tuottajia

Arkeeisten kivien jakauma maapallolla

Miten Arkeeinen kivi muodostui?

• Raju meteoriitti pommitus 4000 Ma sitten painoi varhaisen Maan kuorta alaspäin ja rikkoi sitä

• Välittömästi törmäyksen jälkeen vaippa kimposi ylöspäin ja paine vaipan yläosassa laski minkä johdosta vaippa suli.

• Laajat kratterialtaat täyttyiväy vaippaperäisellä magmalla• Varhaisarkeeiset lohkot kelluivat astenosfäärin päällä

Miten Arkeeinen kivi muodostui?

• 3600 miljoonaa vuotta sitten muutoksia esim. Maan lämmöntuotto laski

• Maan vaipasta kohosi laaja-alaisia, toisiaan lähellä olevia kuumia massoja eli vaipan pluumeja, jotka siirsivät materiaalia kuoreen

• Varhaisarkeeinen kuori verhoutui nuoremman kiviaineksen sisään• 3600-2500 miljoonaa vuotta sitten oli maankuoren kiihtyvän

kasvun aikaa, huippuvaihe 2800-2700 miljoonaa vuotta sitten• Mannerkuori oli todennäköisesti melkein nykyisen paksuinen• Stabiilit, joskin eriaikaan satibiloituneet arkeeiset mantereet,

joiden reunoille myöhemmin sedimentit saattoivat kerrostua

Fennoskandian kilven vanhin arkeeinen ydinosa edustaa keskisuurta arkeeisen kuoren lohkoa

Svekofenninen orogeniaDuring five, partly overlapping, orogenies

• In the Lapland-Savo and Fennian orogenies, microcontinents (suspect terranes) and island arcs were accreted to the Karelian microcontinent,

• Karelian craton was accreting to Kola in the Lapland-Kola orogeny

• Nordic orogen in the west (Fennoscandia-Amazonia)• Svecobaltic orogen in the SSW (Fennoscandia-Sarmatia)

Accretionary Svecofennian orogen evolved in four major stages• Microcontinent accretion (1.92-1.88 Ga) created large

but unstable continental plate• Large-scale extension of the accreted crust (1.87-1.84

Ga)• Continent-continent collision (1.87-1.79 Ga) created

deep roots • Gravitational collapse (1.79 and 1.77 Ga) after all the

longterm compression at the margins of Fennoscandia had ceased

• The general collapse was a combination of several smaller episodes and perhaps lithospheric delamination of Amazonia after the Nordic orogeny

Svekofenninen orogenia

(a) Kuori paksunee törmäysten seurauksena

(b) Kuori ei ole tasapainossa ympäristön kanssa

(c) Kuori ohenee, koska yläkuori laajenee

(d) Kuori ohenee, koska alakuori liikkuu sivuillepäin

(e) Jos paksuuntunut litosfääri on ympäristöään tiheämpää

(f) se voi delaminoitua(g) Astenosfääri korvaa (h) Magmaa kuoreen

Rapakivigraniitit

• 1650-1540 miljoonaa vuotta sitten tunkeutuivat rapakivigraniitit

• Svekofenninen kallioperä oli jo ehtinyt kulua juuriosiensa tasalle

• Rapakivet toi tunnetuksi suomalainen geologi J.J. Sederholm vuonna 1891 tutkimuksellaan ”Ueber die finnländischen Rapakiwigesteine”.

• Nykyisin ollaan laajalti yksimielisiä siitä, että vaippaperäinen emäksinen magmatismi synnytti lämpövaikutuksellaan rapakivimagmat ja niistä kiteytyneet rapakivigraniitit. Ratkaisematta on kuitenkin kysymys vaipan osittaisen sulamisen syistä.

Suomenlahden eteläpuolella Sedimenttikiviä on säilynyt eroosiolta suojaisissa paikoissa. Esim. ns. Lounais-Suomen hiekkakivijuonet, joissa hiekkakivi on säilynyt alle 20 cm leveissä raoissa, mutta kulunut pois muualta lähiympäristöstä.

Satakunnan hiekkakivi ja Muhoksen muodostuma. Kivet ovat säilyneet, koska altaat ovat vajonneet useita satoja metrejä ympäristöään alemmas.

Pohjanmaalla sijaitseva Lauhanvuori. Se on päinvastoin säilynyt suurena kukkulana ympäristöään korkeammalla. Yhtenä syynä tähän pidetään mannerjäätikön paikallista, poikkeuksellisen heikkoa kulutusta.

Löydetty kairausten yhteydessä kuudesta törmäysrakenteesta, joissa maankuoren painumisen on aiheuttanut meteoriitin törmäys.

Suomen sedimenttikivet

Suomen geologinen historia

Fennoskandian aikamatka

Fennoskandian aikamatka viimeisen 2700 miljoonan vuoden ajalta. Kuvassa on rengastettu ne pisteet (esim. 2400 Ma, 1930 Ma jne), joille on luotettavaa paleomagnettista aineistoa olemassa. Muut tiedot Fennoskandian sijainnista perustuvat vähemmän luotettavaan aineistoon tai ovat interpoloituja arvoja (Pesonen ja Sohn 2009)

Iapetus meri – Kaledoninen vuorijono

• 600 - 400 Ma sitten• Eteläisellä pallonpuoliskolla• Laurentian, Avalonian ja

Baltican välillä• Katosi, kun Laurussian

manner muodostui• Kaledoninen vuoripoimutus

Laurussia: Laurentia, Baltica ja Avalonia

Supermantereet – Gondwana

• Syntyi n. 500 miljoonaa vuotta sitten

• Eteläisen pallonpuoliskon manteret

• Afrikka, Etelä-Amerikka, Intia, Australia, Arabia, Madagaskar ja Antarktika

• Vuorijonopoimutuksia Brasiliassa, Itä-Afrikassa, Intiassa

• Kambrikauden “räjähdys”• Välillä Gondwana oli osa

suurempaa Pangaeaa

Supermantereet – Pangaea

Pangaea muodostui 300 Ma sitten• 200 Ma Laurasia ja Gondwana

alkavat erota• 167 Ma sitten Australia, Antarktika ja

muut itäiset osat irtosivat Afrikasta• Kuitenkin vielä n. 150 miljoonaa

vuotta sitten Gondwana oli melko yhtenäinen

• Afrikka irtaantui näkyvästi Etelä-Amerikasta n. 120 miljoonaa vuotta sitten ja käynnisti Gondwanan lopullisen hajoamisen.

• Intia alkoi vaeltaa kohti pohjoista 120 miljoonaa vuotta sitten

• Australia alkoi irrota Antarktiksesta n. 80 miljoonaa vuotta sitten, mutta eroaminen kiihtyi noin 40 miljoonaa vuotta sitten.

Laurasia: Laurentia, Baltica, Siberia, Kazakhstania, Pohjois-Kiina ja Itä-Kiinan kratonit

Kohti uutta supermannerta

Kohti Pangaia Ultimaa• Mm. Islantia halkova

sauma muuttuu valtamerenpohjan leviämiskeskuksiksi

• Atlantti ja Intian valtameri jatkavat laajenemistaan

• Tyynenmeren laatta työntyy kohti pohjoista sulkeutuen joskus 100 milj.v. kuluttua

• Australia ja Antarktika aloittavat kipuamisensa kohti Aasiaa

Supermantereet

Todisteita• Eliöt, kasvit• Samanlainen geologia

tällä hetkellä erillään olevilla mantereilla

Pangaea synnytti:Appalakit itäisessä Pohjois-Amerikassa, Atlasvuoret Pohjois-Afrikassa ja Uralvuoret Euraasiassa

Vanhempia supermantereita – supermannersykli

• Vanhemmista supermantereista useita eri rekonstruktioita• Vuoristot ja orogeeniset vyöhykkeet• Toisella mantereella jatkuvat juonikivet• paleomagnetismi

• Baltica ja Laurentia: eniten dataa ja niiden keskinäinen asema tunnetaan hyvin

Supermanner vaiSuperkratonit ?

Nuna, Hudsonland

Vanhempia supermantereita

300 -180 Ma 1100-700 Ma 1800-1500 Ma

Pangea, Pangaea Nuna, Columbia

• Vanhemmista supermantereista useita eri rekonstruktioita• Vuoristot ja orogeeniset vyöhykkeet• Toisella mantereella jatkuvat juonikivet• Paleomagnetismi• Leveysasteen indikaattorit

• Baltica ja Laurentia: eniten dataa ja niiden keskinäinen asema tunnetaan hyvin

Supermannersykli ja maan kehät

Varhaisarkeeisista ajoista Mesoproterotsooisiin aikoihin asti ajallinen yhteys supermannersyklin, ytimen, kuoren, merten ja ilmakehän välillä (Reddy and Evans, 2009)

Vaipasta peräisin

Supermannersykli ja maan kehät

Rautamuodostumat (BIF)

Sedimenttikivi• Merivesi• Ne ovat syntyneet yhteyttävien sinibakteerien vapauttaessa

rautaa hapettavaa happea

Lattatektoniikka ja kivien kierto ovat tärkeimmät syklit Maan systeemissä

Aineen kierto vaipasta merelliseen kuoreenAineen kierto kuoressa

Yhteenveto1. Sedimentit kerrostuvat väliaineessa ja muuttuvat paineessa,

kohonneessa lämpötilassa ajan kuluessa sedimenttikiviksi2. Litostratigrafiset kerrokset: sedimenttien paksuus, muoto, koko ja

väri3. Alunperin horisontaalit kerrokset ja stratigrafinen superpositio4. Epäjatkuvuudet rekisteröivät muutoksia ympäröivissä

kerrostumisolosuhteissa tai eroosiota• Tektoniikka, eroosio ja sedimentaatio

5. Maailman geologinen aikataulu muodostuu suhteellisista iästä6. Radiometrinen ajoitus tuottaa absoluuttiset iät7. Muita ajoitusmenetelmiä: magneettinen, vuosilustot8. Suomen kallioperä on vanhaa9. Metamorfoosissa mineraalikoostumus ja kiven tekstuuri

muuttuvat10. Supermantereilla on ollut iso vaikutus kaikkiin Maan kehiin

kiinteän maan geofysiikka – liikkuvat laatat

Documents